JP4387234B2 - 光分岐挿入装置及び光分岐挿入装置体 - Google Patents

Description

この発明は、波長多重方式の光ネットワークの伝送路の途中に設けられ、波長多重光信号のうちの所定の波長の光信号を選択し透過光信号として透過させ、それ以外の波長の光信号を分岐したり挿入したりする光分岐挿入装置及びこの装置を複数有する光分岐装置体に関するものである。

光分岐挿入装置に関しては、光ネットワークの伝送路の途中に設けられたノードと呼ばれる中継点で、波長多重された光信号のうちのある特定の波長の光信号だけを選択的に透過させ、それ以外の波長の光信号をそのノードで受信したり、このノードから別の光信号を挿入して他のノードヘ送信したりするといったＡＤＭ(Add-Drop Multiplexer)機能を持つネットワークが従来提案されている。

図１６は従来の光分岐挿入装置のブロック図である。光分岐挿入装置は、任意の波長の光信号を任意のユーザポートへ分岐挿入する。光ケーブル１から入力された波長λ１〜λｎ（ｎは整数）の波長多重光信号は、光分波器２において、それぞれ波長を異にするｎ個の光信号に分波され、２ｎ×２ｎマトリックス光スイッチ３へ入力される。２ｎ×２ｎマトリックス光スイッチ３は、図示していない光スイッチ制御部からの設定に基づいて、入力されたｎ波長の光信号を光合波器４、または、任意の分岐ポートのいずれかへ出力する。同様に２ｎ×２ｎ光スイッチ３は、図示していない光スイッチ制御部からの設定に基づいて、任意の挿入ポートからの光信号、または、光分波器２からの光信号のいずれかを選択して光合波器４へ出力する。光合波器４は２ｎ×２ｎマトリックス光スイッチ３からのｎ波長の光信号を波長多重して光ケーブル５へ出力する（例えば、非特許文献１）。

図１６に示した構成では、２ｎ×２ｎ光スイッチ３が、図示していない光スイッチ制御部からの設定に基づいて、光ケーブル１からの波長多重光信号のうちの、任意の波長の光信号を任意の分岐ポートへ出力し、任意の挿入ポートからの光信号を光合波器４に接続された任意のポートへ接続することで、光信号の分岐挿入装置を実現している。

図１７は同様に非特許文献１にて提案されている従来の他の光分岐挿入装置のブロック図である。図１７において、光分岐挿入装置は、それぞれパススルーポートを有する２つのｎ×ｍマトリックス光スイッチ６，７を光分波器２と光合波器４の間に有している。ｎ×ｍ（ｎはｍ以上の整数）マトリックス光スイッチ６が光分波器２からの光信号を各波長毎に任意の分岐ポートまたは対応したパススルーポートのいずれかに出力し、ｎ×ｍマトリックス光スイッチ７が波長毎にパススルーポートからの光信号、または任意の挿入ポートからの光信号のいずれかを光合波器４に出力するかを選択することで、光信号の分岐挿入装置を実現している。

Micro mechanical wavelength Add/Drop switching, from device to network architecture TUESDAY AFTERNOON OFC2003, VOL.1, TuN3

しかしながら、図１６及び図１７に示された従来の光分岐挿入装置は、上述のような構であるので、つぎのような問題がある。例えば、図１６に示した光分岐挿入装置においては、分岐ポートや挿入ポートへ分岐挿入する光信号が少ない場合であっても、２ｎ×２ｎという大規模なマトリックス光スイッチを必要とするので、初期導入時の装置コストが高くなり、経済性に優れたシステムでない。また、図１７に示した光分岐挿入装置においては、ｎ×ｍマトリックス光スイッチにおいて、例えばｎ＝４ｍ等の規模の光スイッチを適用すれば、初期導入時の装置コストを安価にでき、経済性に優れたシステムとすることができるものの、分岐挿入する光信号の個数がｍを超えた場合には、ｎ＝２ｍ規模の光スイッチに交換しなければならない。或いは、２つのｎ×ｍマトリックス光スイッチ６，７のパススルーポートの間に、新たに光スイッチを追加しなければならない。この交換作業、或いは追加作業においては、一旦すべてのパススルーポートからマトリックス光スイッチを外す作業が発生する。そのため、一時的に通信が途絶えてしまうという未解決の問題がある。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、初期導入時の装置コストを小さくして経済性の高い光分岐挿入装置を実現するとともに、波長増設時にも通信が途絶えることのない拡張性に優れた光分岐挿入装置及びこの装置を複数有する光分岐装置体を得ることを目的とする。

この発明の光分岐挿入装置は、波長多重方式の光ネットワークの伝送路の途中に設けられ、波長多重光信号のうちの所定の波長の光信号を選択し透過光信号として透過させるとともに、それ以外の波長の光信号を分岐及び挿入する光分岐挿入装置において、入力側光ケーブルから入力された波長多重光信号を波長毎にｎ個（ｎは整数）の光信号に分波する光分波器、光分波器により分波されたｎ個の光信号がそれぞれ入力するようにｎ個が設けられ、光信号を、透過光信号としてパススルー信号線に出力するか分岐光信号として分岐線に出力するかいずれかに切り替える切替光スイッチ、切替光スイッチから延びるｎ本の分岐線が接続され分岐線よって入力された分岐光信号をそれぞれｍ個（ｍはｎより小さい整数）の分岐ポートとｎ個の分岐側スルーポートとのいずれのポートに出力するか振り分ける第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ、切替光スイッチ及び第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチを制御し、分波されたそれぞれの光信号を、夫々パススルー信号線、分岐ポート及び分岐側スルーポートのいずれに出力するか切り替えるスイッチ制御回路、及び少なくともパススルー信号線を介して透過した透過光信号を波長多重し生成された波長多重光信号を出力側光ケーブルに出力する光合波器を有する光分岐挿入部を備えるとともに、分岐ポートに接続され分岐ポートに出力された光信号を電気信号に変換して外部に出力する光受信部とを備えている。

また、外部から入力された電気信号を光信号変換して挿入光信号を生成する光送信部をさらに備え、光分岐挿入部は、光送信部に接続して設けられ挿入光信号が入力するｍ個の挿入ポート及びｎ個の挿入側スルーポートを持つ第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチと、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチから延びるｎ本の挿入信号線及びｎ本のパススルー信号線がそれぞれ接続され、挿入信号線及びパススルー信号線のいずれかより入力された挿入光信号及び透過光信号を出力するｎ個の統合光スイッチとをさらに有し、スイッチ制御回路には、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ及び統合光スイッチの切り替えも制御する。

この発明の光分岐挿入装置によれば、入力側光ケーブルから入力された波長多重光信号を波長毎にｎ個（ｎは整数）の光信号に分波する光分波器、光分波器により分波されたｎ個の光信号がそれぞれ入力するようにｎ個が設けられ、光信号を透過光信号として光合波器側に延びるパススルー信号線に出力するか分岐光信号として分岐線に出力するかのいずれかに切り替える切替光スイッチ、切替光スイッチから延びるｎ本の分岐線が接続され分岐線よって入力された分岐光信号をそれぞれｍ個（ｍはｎより小さい整数）の分岐ポートとｎ個の分岐側スルーポートのいずれかのポートに出力するか振り分ける分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチを備えているので、ネットワークから所定の波長の光信号を容易に分岐することができることはもとより、ｎ×ｍマトリックス光スイッチという小規模なスイッチを用いることにより、分岐ポートや挿入ポートへ分岐挿入する光信号が少ない場合に無駄なく対応され、経済性に優れたシステムとすることができるとともに、ｎ個の分岐側スルーポートを備えているので、将来、新たに光スイッチの追加が必要になった際に、通信を途絶えさせることなく、容易にスイッチを増設することができる。その結果、初期導入時の装置コストを小さくでき、しかも将来にわたってスイッチの増設やメンテナンスを容易に且つ短時間で行うことができ、経済性の高い拡張性に優れた光分岐挿入装置とすることができる。

また、外部から入力された電気信号を光信号変換して挿入光信号を生成する光送信部をさらに備え、光分岐挿入部は、光送信部に接続して設けられ挿入光信号が入力するｍ個の挿入ポート及びｎ個の挿入側スルーポートを持つ挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチと、挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチから延びるｎ本の挿入信号線及びｎ本のパススルー信号線がそれぞれ接続され、挿入信号線及びパススルー信号線のいずれかより入力された挿入光信号及び透過光信号を出力するｎ個の統合光スイッチとをさらに有するので、ネットワークに所定の波長の光信号を容易に挿入することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の光分岐挿入装置を適用した光リングネットワークを示した構成図である。図１において、４つの光分岐挿入装置１００は隣り合う装置間を互いに光ケーブル１，５，８，９で接続されてリング状に連結されている。光分岐挿入装置１００は、ネットワーク上を流れる任意の波長の光信号を分岐挿入する。

光分岐挿入装置１００は、光信号の分岐挿入を行う光分岐挿入部１０１と、分岐された光信号を電気信号に変換する光信号処理を行いユーザポートへ出力する光受信部１０２と、ユーザポートから入力された電気信号に対して光信号処理を行って光信号に変換し光分岐挿入部１０１へ出力する光送信部１０３から構成されている。

図２は図１の光分岐挿入装置１００における光分岐挿入部１０１の詳細を示す構造図である。図２において、光分岐挿入部１０１は、光分波器２、光合波器４、スイッチ制御回路７、１×２光スイッチアレイ１０、２×１光スイッチアレイ１１、第１分岐側ｎ×ｍ（ｍはｎより小さい整数）マトリックス光スイッチ１２及び第１挿入側ｎ×ｍ（ｍはｎより小さい整数）マトリックス光スイッチ１３を有している。１×２光スイッチアレイ１０は、切替光スイッチであるｎ個の１×２光スイッチが一体に併設されてなる光スイッチアレイである。また、２×１光スイッチアレイ１１は、統合光スイッチであるｎ個の２×１光スイッチが一体に併設されてなる光スイッチアレイ１１である。

光分波器２は、入力側の光伝送路である光ケーブル１に光学的に接続して設けられている。そして、光分波器２は光ケーブル１から入力された波長多重光信号を入力し、それぞれ異なる波長λ１〜λｎのｎ個（ｎは整数）の光信号に分波する。このｎ個の光信号は、それぞれ１×２光スイッチに入力される。そのため、１×２光スイッチアレイ１０には、ｎ個の１×２光スイッチが設けられている。夫々の１×２光スイッチは、光スイッチ制御回路部７からの設定に基づいて、入力された波長λ１〜λｎの光信号から任意の光信号を選択して透過光信号とし、この選択した透過光信号を光合波器４側に延びるパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎのうち対応するに出力するか、あるいは、分岐光信号として第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２側に分岐する分岐線に出力するかを選択して切り替える。

１×２光スイッチアレイ１０から延びるｎ本の分岐線は、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２に光学的に接続されている。１×２光スイッチアレイ１０は、透過光信号として選択されなかった光信号をこのｎ本の分岐線を介して入力する。そして、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２は、ｍ個の分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mとｎ個の分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_nとを有し、入力された光信号をどのポートに出力するかを選択して決定する。つまり、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２は、１×２光スイッチアレイ１０から入力された波長λ１〜λｎの光信号を、任意の分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mへ分岐するか、或いは、各波長に対応した分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_nへ出力するかを選択する。波長λ１〜λｎの光信号がそれぞれスルーされる場合には、例えば、スルーポートＴＤ₁には波長λ１の光信号が、スルーポートＴＤ₂には波長λ２の光信号が、スルーポートＴＤ_nには波長λｎの光信号がという具合に所定の順番に沿って出力される。一方、ｍ個の分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mには光受信部１０２が光学的に接続されている。したがって、分岐するように選択された光信号は、光受信部１０２に入力される。つまり、光分波器２が分波した波長λ１〜λｎのｎ個の光信号のうち、透過光信号として選択された光信号は、パススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎのいずれかの信号線を使って光合波器４側に出力され、それ以外の光信号は、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２に入力され、この中からさらに分岐信号として選択された光信号が分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mを介して光受信部１０２に出力され、残る光信号が分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_nから出力される。

一方、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３は、２×１光スイッチアレイ１１から延びるｎ本の分岐線が接続されている他、ｍ個の挿入ポートＡ₁〜Ａ_mと挿入側スルーポートＴＡ₁〜ＴＡ_nを有している。ｍ個の挿入ポートＡ₁〜Ａ_mには、光送信部１０３から延びるｍ本の分岐線が接続されている。そして、光送信部１０３を介して入力された挿入光信号は、ｍ個の挿入ポートＡ₁〜Ａ_mを介して、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３を経由して、２×１光スイッチアレイ１１に入力される。

第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３は、挿入側スルーポートＴＡ₁〜ＴＡ_nから入力された光信号と挿入ポートＡ₁〜Ａ_mから入力された光信号とを波長毎にいずれか選択して２×１光スイッチアレイ１１へ出力する。ここで、波長λ１〜λｎの光信号がそれぞれスルーされる場合には、挿入側スルーポートＴＡ₁には波長λ１の光信号が入力され、スルーポートＴＡ₂には波長λ２の光信号が入力され、スルーポートＡＤｎには波長λｎの光信号が入力され、という具合に入力される。

２×１光スイッチアレイ１１には、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３から延びるｎ本の挿入信号線と１×２光スイッチアレイ１０から延びるｎ本のパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎが光学的に接続されている。２×１光スイッチアレイ１１は、挿入信号線及びパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎから入力された挿入光信号及び透過光信号のいずれかを選択して光合波器４に出力する。光合波器４は２×１光スイッチアレイ１１からの光信号を波長多重して、波長λ１〜λｎの波長多重光信号を生成しこれを出力側光ケーブル５へ出力する。

１×２光スイッチアレイ１０、２×１光スイッチアレイ１１、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２及び第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３には、スイッチ制御回路７が電気的に接続されている。スイッチ制御回路７は、任意の光信号が任意のポートに向かうようにこれらのスイッチを制御する。

次に動作を説明する。例えば、波長λ１の光信号を分岐挿入し、他の波長の光信号をパススルーする場合には、１×２光スイッチアレイ１０は、波長λ１の光信号を第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２へ出力し、他の波長の光信号はパススルー光信号線Ｐ２〜Ｐｎを使って出力する。第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２では、スイッチ制御回路７の設定に基づいて波長λ１の光信号を、例えば分岐ポートＤ₁を介して、光受信部１０２へ出力する。

一方、光送信部１０３から入力された波長λ１の光信号は、挿入ポートＡ₁を介して入力され、スイッチ制御回路７の設定に基づいて第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３により、２×１光スイッチアレイ１１の波長λ１に対応する２×１光スイッチへ出力され、２×１光スイッチアレイ１１では、パススルー光信号線Ｐ１を介する光信号ではなく、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３からの波長λ１に相当する光信号を選択して光合波器４へ出力し、波長λ１以外の波長に対してはパススルー光信号線Ｐ２〜Ｐｎから入力された光信号を選択して光合波器４へ出力する。以上の動作により波長λ１の光信号を分岐挿入し、波長λ２〜λｎの光信号をパススルーすることができる。

同じように、分岐ポートＤ₃及び挿入ポートＡ₃を介して、波長λ３の光信号を分岐挿入する動作に関しても同様に、スイッチ制御回路７の設定を変更することで、それぞれ第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２及び第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３の切り替え経路が変更され、パススルーする他の光信号に影響を与えることなく挿入／分岐ポートを変更することができる。

さらに、波長λ１の光信号をパススルーに変更し、波長λ２の光信号を分岐ポートＤ₂及び挿入ポートＡ₂を介して分岐挿入する動作に変更する場合を説明する。１×２光スイッチアレイ１０及び２×１光スイッチアレイ１１を、光分波器２及び光合波器４の間で波長λ１の光信号がパススルー接続されるようにスイッチを切り替え、波長λ２の光信号が第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２及び第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３にそれぞれ出力するようにスイッチを切り替える。また、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２及び第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３では波長λ２の光信号が分岐ポートＤ₃及び挿入ポートＡ₃に出力するよう切り替える。以上説明したように本実施の形態の光分岐挿入装置１００では、任意の波長と任意の挿入／分岐ポート間で分岐挿入が可能であり、分岐挿入波長を変更する場合にも他の波長に影響しない。

図２に示された光分岐挿入装置において分岐挿入する波長がｍを超えた場合に、ｎ×ｍマトリックス光スイッチを増設する様子を図３に示す。なお、図３においては光分岐挿入部１０１の主要部のみを示し、スイッチ制御回路７は省略している。図３において、それぞれ第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２の後段に第２分岐側ｎ×ｍ（２ｍはｎより小さい整数）マトリックス光スイッチ１４を、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３の後段に第２挿入側ｎ×ｍ（２ｍはｎより小さい整数）マトリックス光スイッチ１５を増設する。

そして、例えば、分岐ポートＤ_m+1及び挿入ポートＡ_m+1を介して、波長λｎの光信号を分岐挿入する動作に変更する場合には、１×２光スイッチアレイ１０は波長λｎの光信号を第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２へ出力するよう切り替え、第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２は１×２光スイッチアレイ１０からの波長λｎの光信号を第２分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１４へ出力するよう切り替え、第２分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１４は分岐ポートＤ_m+1へ波長λｎの波長を出力するよう切り替える。同様に、第２挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１５は挿入ポートＡ_m+1からの光信号を第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３へ出力するよう切り替え、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３は２×１光スイッチアレイ１１へ出力し、２×１光スイッチアレイ１１はパススルー光信号線Ｐ１〜Ｐｎではなく、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３からの光信号を選択して波長λｎの波長として光合波器４へ出力する。

このような構成の光分岐挿入装置においては、入力側光ケーブル１から入力された波長多重光信号を波長毎にｎ個の光信号に分波する光分波器２、光分波器２により分波されたｎ個の光信号がそれぞれ入力するようにｎ個が設けられ、光信号を透過光信号として光合波器側に延びるパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎに出力するか分岐光信号として分岐線に出力するかのいずれかに切り替える１×２光スイッチ（１×２光スイッチアレイ１０）、１×２光スイッチアレイ１０から延びるｎ本の分岐線が接続され分岐線よって入力された分岐光信号をそれぞれｍ個の分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mとｎ個の分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_nのいずれかのポートに出力するか振り分ける分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２を有しているので、ネットワークから所定の波長の光信号を容易に分岐することができることはもとより、ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２という小規模なスイッチを用いることにより、分岐ポートＤ₁〜Ｄ_mや挿入ポートＡ₁〜Ａ_mへ分岐挿入する光信号が少ない場合に無駄なく対応され、経済性に優れたシステムとすることができるとともに、ｎ個の分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_nを有しているので、将来、新たに光スイッチの追加が必要になった際に、通信を途絶えさせることなく、容易にスイッチを増設することができる。その結果、初期導入時の装置コストを削減することができ、しかも将来にわたってスイッチの増設やメンテナンスを容易に且つ短時間で行うことができ、経済性の高い拡張性に優れた光分岐挿入装置とすることができる。

また、外部から入力された電気信号を光信号変換して挿入光信号を生成する光送信部１０３を有し、光分岐挿入部１０１は、光送信部１０３に接続して設けられ挿入光信号が入力するｍ個の挿入ポートＡ₁〜Ａ_m及びｎ個の挿入側スルーポートＴＡ₁〜ＴＡ_nとを持つ挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３と、挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３から延びるｎ本の挿入信号線及びｎ本のパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎがそれぞれ接続され、挿入信号線及びパススルー信号線のいずれかより入力された挿入光信号及び透過光信号を出力するｎ個の２×１光スイッチ（２×１光スイッチアレイ１１）とをさらに有するので、ネットワークに所定の波長の光信号を容易に挿入することができる。

さらには、分岐挿入する波長数に応じて、分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_n及び挿入側スルーポートＴＡ₁〜ＴＡ_nを介してｎ×ｍマトリックス光スイッチを多段縦続接続することができるので、パススルー光信号線Ｐ１〜Ｐｎや分岐挿入している他の波長に影響を与えることなく、分岐挿入波長数を増減することができるので、分岐挿入波長数の少ない初期導入時の経済性と、波長数の増減に対する柔軟な拡張性を提供することができる。

さらにまた、切替光スイッチであるｎ個の１×２光スイッチ及び統合光スイッチであるｎ個の２×１光スイッチが、それぞれ一体に併設されてアレイ状とされているので、部品点数を減らすことができ、コストダウンを図ることができるとともに組み立て工程の作業を容易にすることができる。

図４は図２及び図３に示した光分岐挿入装置において、切替光スイッチである１×２光スイッチアレイ１０及び統合光スイッチである２×１光スイッチアレイ１１に替えて、２×２光スイッチが複数併設されてなる２×２光スイッチアレイ１６を配置したものである。このような構成の光分岐挿入装置においては、切替光スイッチと統合光スイッチが１つの２×２光スイッチによって構成されているので、部品点数を減らすことができ、コストダウンを図ることができるとともに、信頼性の向上を図ることができる。

上述図２〜図４で示した光分岐挿入部１０１のｎ×ｍマトリックス光スイッチの分岐側スルーポートＴＤ₁〜ＴＤ_n及びＴＤ₁〜ＴＤ_nの経路損失が大きい場合、多段従属時に光受信部１０２及び光送信部１０３の光特性の確保が困難となる。この場合には、図５に示すように１×２光スイッチアレイ１８とｎ×ｍマトリックス光スイッチ１８を組み合わせて、スルーポート付のｎ×ｍマトリックス光スイッチを構成すればよい。同様に、図６に示すように１×４光スイッチアレイ２１とｎ×ｍマトリックス光スイッチ１８，２０，２２，２３を組み合わせる構成とすれば、分岐ポートＤ₁〜Ｄ_4mまでの経路損失を平均化することができ、後段の経路の損失を低減することができる。

なお、上記図５及び図６では分岐ポート側における多段従属時の損失を低減させる構成について説明したが、挿入ポート側に対しても同様な構成とすることにより、上記と同様な効果を奏する。

実施の形態２．
図７は実施の形態２を説明する光分岐挿入装置の構成図である。本実施の形態は、実施の形態１における図２及び図３の光分岐挿入装置の構成で示した１×２光スイッチアレイ１０に替えて、ｎ個の１×２光カプラが一体に併設されてなる１×２光カプラアレイ２４が設けられている。１×２光カプラアレイ２４は光分波器２からの波長λ１〜λｎの光信号をそれぞれ第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１２及び２×１光スイッチアレイ１１に分岐しており、実施の形態１と同様な効果を奏する。また、分岐された波長を２×１光スイッチアレイ１１で選択して合波器４へ出力することにより同様な機能を実現することができる。

このような構成の光分岐挿入装置においては、切替光スイッチである１×２光スイッチアレイ１０及び統合光スイッチである２×１光スイッチアレイ１１の少なくともいずれかの光スイッチが光カプラで構成されているので、装置をコンパクトに作製することがせき、装置の設置面積や設置スペースを削減することができる。

実施の形態３．
図８は実施の形態３を説明する光分岐挿入装置の構成図である。本実施の形態は、実施の形態１における図２及び図３の光分岐挿入装置の構成で示した２×１光スイッチアレイ１１、第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１３及び第２挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ１５に替えて、光合波器４の後段に挿入ポートＡ₁〜Ａ_m1からの光信号を集合させて接続する集合光カプラ２６と、その信号を出力側光ケーブル５の波長多重光信号に重ねる重合光カプラ２５とを設けたものである。

このような構成の光分岐挿入装置においては、図示しない光送信部から延びるｎ本の挿入信号線を集合させて接続する集合光カプラ２６と、出力側光ケーブル５上に設けられ集合カプラ２６からの出力を出力側光ケーブル５の波長多重光信号に重ねる重合光カプラ２５とを有するので、装置をコンパクトに作製することができ、装置の設置面積や設置スペースを削減することができる。なお、分岐ポート側においては、分岐波長の増減に応じてｎ×ｍマトリックス光スイッチを多段従属させればよく、実施の形態１と同様な効果を奏する。

実施の形態４．
図９は実施の形態４を説明する光分岐挿入装置の構成図である。本実施の形態は、実施の形態３における図８の光分岐挿入装置の構成で示した１×２光スイッチアレイ１０に替えて、１×２光カプラアレイ２４を設け、さらにｎ個の可変光減衰器が一体に形成されてなる可変光減衰器アレイ２７をパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎに追加した構成であり、可変光減衰器アレイ２７が分岐した波長を遮ることで、挿入ポートからの光信号と１×２光カプラアレイ２４からの光信号において、同一の波長が衝突しないようにされており、実施の形態３と同様な効果を奏する。なお、可変光減衰器アレイ２７によりパススルーする光信号の光出力電力を波長毎に調整できる。

このような構成の光分岐挿入装置においては、夫々のパススルー信号線Ｐ１〜Ｐｎに透過光信号の光出力電力を調整する可変光減衰器を設けたので、パススルーする光信号の光出力電力を波長毎に調整することができる。

実施の形態５.
図１０は実施の形態５を説明する光分岐挿入装置の構成図である。本実施の形態は、実施の形態１における図２及び図３の光分岐挿入装置の構成で示した１×２光スイッチアレイ１０に替えて、ｎ個の１×ｋ分岐光スイッチが一体に併設されてなる１×ｋ光スイッチアレイ２８（ｋは整数）を設け、２×１光スイッチアレイ１１に替えて、ｎ個のｋ×１分岐光スイッチが一体に併設されてなるｋ×１光スイッチアレイ２９（ｋは整数）を設けた構成である。１×ｋ光スイッチアレイ２８によりパススルー接続するか、従属接続されたｎ×ｍマトリックス光スイッチ１８またはｎ×ｍマトリックス光スイッチ２０へ接続して分岐するかを切り替え、同様にｋ×１光スイッチアレイ２９によりパススルー接続するか、従属接続されたｎ×ｍマトリックス光スイッチ３０またはｎ×ｍマトリックス光スイッチ３１へ接続して挿入するかを切り替える構成である。

このような構成の光分岐挿入装置においては、切替光スイッチが１×ｋ光スイッチであるので、マトリックス光スイッチが多段に接続された構成の光分岐挿入装置において、多段従属接続されたマトリックス光スイッチの分岐ポート及び挿入ポートまでの損失を低減することができる。

実施の形態６．
図１１は実施の形態６を説明する光分岐挿入装置の構成図である。実施の形態５における図１０の光分岐挿入装置の構成で示した１×ｋ光スイッチアレイ２８に替えて、１×ｋ光カプラアレイ３２（ｋは整数）を設けた構成であり、上記実施の形態５と同等の効果を奏する。

実施の形態７．
図１２はこの発明の光分岐挿入装置体の構成図である。図１２において、本実施の形態の光分岐挿入装置体は、実施の形態１の光分岐挿入装置を２台併設して設け、さらに入力側光ケーブル１から入力される光信号を波長に応じて奇数波長λ_oddと偶数波長λ_evenとを分けるインターリーバ３３を２つの分波器２の手前に設け、奇数波長λ_oddに偶数波長λ_evenを加えるインターリーバ３４を２つの分波器２の後ろに設け、奇数波長と偶数波長に対する分岐ポート及び挿入ポートの切り替えを行う２×１光スイッチアレイ３５、３６、３７及び３８を設けた構成である。

このような構成の光分岐挿入装置体は、併設して設けられた２台の前記光分岐挿入装置と、入力側光ケーブル１に設けられ、到来した光信号の波長が奇数波長λ_oddのとき、２台の光分岐挿入装置のうちいずれか一方の光分岐挿入装置に入力するとともに、偶数波長λ_evenのとき、他方の光分岐挿入装置に入力するように振り分ける第１のインターリーバ３３と、出力側光ケーブルに設けられ、２台光分岐挿入装置の出力を統合する第２のインターリーバ３４とを備えている。そのため、初期導入時に光リングネットワークで必要な波長数が少ない場合には、図１３に示すように、奇数波長λ_oddの分岐挿入及びパススルー経路に必要な光合波器、光分波器、光スイッチを配置すればよく、需要に応じて他の波長への影響無しに分岐挿入波長数やパススルー波長数の増減が可能であり、経済性が高く拡張性の高い光分岐挿入装置を提供することができる。
なお、本実施の形態においては、２台併設する光分岐挿入装置として、実施の形態１のものを用いているが他の実施の形態のものでもよい。

実施の形態８．
図１４はこの発明の第２の光分岐挿入装置体の構成図である。図１４において、本実施の形態の光分岐挿入装置体は、互いに光信号の進行方向が異なる２個の光ケーブルが複式に配設されてなる２ケーブル光リングネットワークに設けられる光分岐挿入装置体であって、２ケーブル光リングネットワークに対応して光分波器２、１×２光スイッチアレイ１０、２×１光スイッチアレイ１１及び光合波器４をそれぞれ２個ずつ配置し、ＷＥＳＴ方向とＥＡＳＴ方向のいずれか一方の光信号を選択するように切り替える２×１光スイッチアレイ３９及び１×２光スイッチアレイ４０を設けた構成を成している。

つまり、本実施の形態の光分岐挿入装置体は、第１及び第２の２台の光分岐挿入装置を設け、この２台の光分岐挿入装置を右回りと左回りの２重化された光ケーブル伝送路に夫々信号の進行方向に向けて設け、分岐側マトリックス光スイッチ及び挿入側マトリックス光スイッチは、第１及び第２の２台の光分岐挿入装置にて兼用とされている。その結果、例えば、ＷＥＳＴ側の光伝送路に故障が生じた場合には、２×１光スイッチアレイ３１及び１×２光スイッチアレイ３２により、分岐挿入する波長の光信号をＥＡＳＴ側へ切り替えることで、光信号パスの冗長化を図ることができ、拡張性の優れた高信頼な光リングネットワークを提供することができる。

なお、本実施の形態の光分岐挿入装置体においては、図１５に示すように１×２光スイッチアレイ１０に替えて、１×２光カプラアレイ２４を設けた構成でもよい。さらに、実施の形態７の図１２の光分岐挿入装置体において、ＷＥＳＴ方向とＥＡＳＴ方向のいずれか一方の光信号を選択する光スイッチを設けて、２ケーブル光リングネットワークに対応した構成としてもよい。さらには、本実施の形態において、基本的に２台併設する光分岐挿入装置体として、実施の形態１のものを用いているが他の実施の形態のものでもよい。

光ネットワークの伝送路の途中に設けられたノードを有し、波長多重された光信号のうちのある特定の波長の光信号だけを選択的に透過させ、それ以外の波長の光信号をそのノードで受信したり、このノードから別の光信号を挿入して他のノードヘ送信したりするＡＤＭ機能を持つネットワークに好適である。

本発明の光分岐挿入装置を適用した光リングネットワークを示した構成図である。 図１の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 図２の光分岐挿入装置にマトリックス光スイッチを増設した様子を示す構造図である。 図３の光分岐挿入装置において１×２光スイッチアレイ及び２×１光スイッチアレイに替えて２×２光スイッチアレイを配置した様子を示す構造図である。 １×２光スイッチアレイとマトリックス光スイッチを組み合わせてスルーポート付のマトリックス光スイッチを構成した様子を示す構造図である。 １×４光スイッチアレイにて分岐させた先にそれぞれマトリックス光スイッチを接続した様子を示す構造図である。 本発明の実施の形態２の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 本発明の実施の形態３の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 本発明の実施の形態４の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 本発明の実施の形態５の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 本発明の実施の形態６の光分岐挿入装置の光分岐挿入部の詳細を示す構造図である。 本発明の光分岐挿入装置体の構成図である。 図１２の光信号の光分岐挿入装置体において奇数波長に対応する光分岐挿入装置の部分を示す構成図である。 本発明の第２の光分岐挿入装置体の構成図である。 図１２の光信号の光分岐挿入装置体において１×２光スイッチアレイに替えて１×２光カプラアレイを設けた構成を示す構造図である。 従来の光分岐挿入装置の構造図である。 従来の他の光分岐挿入装置の構造図である。

符号の説明

１ 入力側光ケーブル（光伝送路）
２ 光分波器
５ 出力側光ケーブル（光伝送路）
４ 光合波器
７ スイッチ制御回路
１０ 光スイッチアレイ（切替光スイッチ）
１１ 光スイッチアレイ（統合光スイッチ）
１２ 第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ
１３ 第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ
１４ 第２分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ
１５ 第２挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ
２５ 重合光カプラ
２６ 集合光カプラ
２７ 可変光減衰器アレイ（可変光減衰器アレイ）
２８ １×ｋ光スイッチアレイ（１×ｋ分岐光スイッチ）
２９ ｋ×１光スイッチアレイ（ｋ×１分岐光スイッチ）
１００ 光分岐挿入装置
１０１ 光分岐挿入部
１０３ 光受信部
１０２ 光送信部
Ｐ１〜Ｐｎ パススルー光信号線
λ１〜λｎ 波長
Ｄ₁〜Ｄ_m 分岐ポート
ＴＤ₁〜ＴＤ_n 分岐側スルーポート
Ａ₁〜Ａ_m 挿入ポート
ＴＡ₁〜ＴＡ_n 挿入側スルーポート

Claims (16)

1. 波長多重方式の光ネットワークの伝送路の途中に設けられ、波長多重光信号のうちの所定の波長の光信号を選択し透過光信号として透過させるとともに、それ以外の波長の光信号を分岐及び挿入する光分岐挿入装置において、
   入力側光ケーブルから入力された波長多重光信号を波長毎にｎ個の光信号に分波する光分波器、
   前記光分波器により分波されたｎ個の光信号がそれぞれ入力するようにｎ個が設けられ、前記光信号を、前記透過光信号としてパススルー信号線に出力するか分岐光信号として分岐線に出力するかいずれかに切り替える切替光スイッチ、
   前記切替光スイッチから延びるｎ本の前記分岐線が接続され該分岐線によって入力された前記分岐光信号をそれぞれｎより小さいｍ個の分岐ポートとｎ個の分岐側スルーポートとのいずれのポートに出力するか振り分ける第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ、
   前記切替光スイッチ及び前記第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチを制御し、前記分波されたそれぞれの光信号を、夫々前記パススルー信号線、前記分岐ポート及び前記分岐側スルーポートのいずれに出力するか切り替えるスイッチ制御回路、及び
   少なくとも前記パススルー信号線を介して透過した前記透過光信号を波長多重し生成された波長多重光信号を出力側光ケーブルに出力する光合波器
   を有する光分岐挿入部を備えるとともに、
   前記分岐ポートに接続され該分岐ポートに出力された光信号を電気信号に変換して外部に出力する光受信部を備え、
   前記光分岐挿入部は、
   前記第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチと前記光受信部との間に設けられ、前記第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチのｎ個の分岐側スルーポートから延びるｎ本の前記分岐線が接続され該分岐線よって入力された前記分岐光信号をそれぞれｎ／２より小さいｍ個の分岐ポートとｎ個の分岐側スルーポートのいずれかのポートに出力するか振り分ける第２分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチをさらに有する
   ことを特徴とする光分岐挿入装置。
2. 波長多重方式の光ネットワークの伝送路の途中に設けられ、波長多重光信号のうちの所定の波長の光信号を選択し透過光信号として透過させるとともに、それ以外の波長の光信号を分岐及び挿入する光分岐挿入装置において、
   入力側光ケーブルから入力された波長多重光信号を波長毎に整数でｎ個の光信号に分波する光分波器、
   前記光分波器により分波されたｎ個の光信号がそれぞれ入力するようにｎ個が設けられ、前記光信号を、前記透過光信号としてパススルー信号線に出力するか分岐光信号として分岐線に出力するかいずれかに切り替える切替光スイッチ、
   前記切替光スイッチから延びるｎ本の前記分岐線が接続され該分岐線よって入力された前記分岐光信号をそれぞれｎより小さいｍ個の分岐ポートとｎ個の分岐側スルーポートとのいずれのポートに出力するか振り分ける第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ、
   前記切替光スイッチ及び前記第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチを制御し、前記分波されたそれぞれの光信号を、夫々前記パススルー信号線、前記分岐ポート及び前記分岐側スルーポートのいずれに出力するか切り替えるスイッチ制御回路、及び
   少なくとも前記パススルー信号線を介して透過した前記透過光信号を波長多重し生成された波長多重光信号を出力側光ケーブルに出力する光合波器
   を有する光分岐挿入部を備えるとともに、
   前記分岐ポートに接続され該分岐ポートに出力された光信号を電気信号に変換して外部に出力する光受信部を備え、
   前記光分岐挿入部は、
   分岐側マトリックス光スイッチから延出する夫々の分岐側スルーポートに接続され当該ポートをｋ個の複数に分岐する１×ｋ分岐光スイッチと、該１×ｋ分岐光スイッチの分岐先にそれぞれ接続されたｋ個の分岐側マトリックス光スイッチとをさらに有する
   ことを特徴とする光分岐挿入装置。
3. 外部から入力された電気信号を光信号に変換して挿入光信号を生成する光送信部をさらに備え、
   前記光分岐挿入部は、
   前記光送信部に接続して設けられ前記挿入光信号が入力するｍ個の挿入ポート及びｎ個の挿入側スルーポートを持つ第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチと、
   前記第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチから延びるｎ本の挿入信号線及びｎ本の前記パススルー信号線がそれぞれ接続され、前記挿入信号線及び前記パススルー信号線のいずれかより入力された前記挿入光信号及び前記透過光信号を前記光合波器に出力するｎ個の統合光スイッチとをさらに有し、
   前記スイッチ制御回路は、前記第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチ及び前記統合光スイッチの切り替えも制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐挿入装置。
4. 外部から入力された電気信号を光信号に変換して挿入光信号を生成する光送信部をさらに備え、
   前記光分岐挿入部は、
   前記光送信部から延びるｎ本の挿入信号線を集合させて接続する集合光カプラと、
   前記出力側光ケーブル上に設けられ前記集合光カプラからの出力を前記出力側光ケーブルの前記波長多重光信号に重ねる重合光カプラと
   をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐挿入装置。
5. 夫々の前記パススルー信号線に前記透過光信号の光出力電力を調整する可変光減衰器を設けた
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
6. 前記光分岐挿入部は、
   前記第１挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチと前記光送信部との間に設けられ、前記第１分岐側ｎ×ｍマトリックス光スイッチのｎ個の挿入側スルーポートから延びるｎ本の前記分岐線が接続され、前記光送信部に接続して設けられ前記挿入光信号が入力するｎ／２より小さいｍ個の挿入ポート及びｎ個の挿入側スルーポートとを持つ第２挿入側ｎ×ｍマトリックス光スイッチをさらに有する
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
7. 前記光分岐挿入部は、
   挿入側マトリックス光スイッチから延出する夫々の挿入側スルーポートに接続されｋ個の分岐先からの光信号のいずれか一つを前記挿入側スルーポートに入力するｋ×１分岐光スイッチと、該ｋ×１分岐光スイッチの分岐先にそれぞれ接続されたｋ個の挿入側マトリックス光スイッチとをさらに有する
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
8. 前記切替光スイッチが１×ｋ光スイッチである
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
9. 前記統合光スイッチがｋ×１光スイッチである
   ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
10. 前記切替光スイッチが１×２光スイッチである
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
11. 前記統合光スイッチが２×１光スイッチである
    ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
12. 前記切替光スイッチと前記統合光スイッチが１つの２×２光スイッチによって構成されている
    ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
13. 前記切替光スイッチ、前記統合光スイッチ、１×ｋ分岐光スイッチ及びｋ×１分岐光スイッチの少なくともいずれか１種類の光スイッチは、光カプラで構成されている
    ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
14. 複数の前記切替光スイッチ、前記統合光スイッチ、１×ｋ分岐光スイッチ及びｋ×１分岐光スイッチの少なくともいずれか１群の光スイッチは、アレイ状に並べられている
    ことを特徴とする請求項２から７のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載された第１及び第２の２台の光分岐挿入装置を備えた光分岐挿入装置体であって、
    併設して設けられた２台の前記光分岐挿入装置と、
    入力側光ケーブルに設けられ、到来した光信号の波長が奇数波長のとき、前記２台の前記光分岐挿入装置うちいずれか一方の前記光分岐挿入装置に入力するとともに、偶数波長のとき、他方の前記光分岐挿入装置に入力するように振り分ける第１のインターリーバと、
    出力側光ケーブルに設けられ、前記２台の光分岐挿入装置の出力を統合する第２のインターリーバと
    を備えたことを特徴とする光分岐挿入装置体。
16. 請求項１から１４のいずれか１項に記載された第１及び第２の２台の光分岐挿入装置を備えた光分岐挿入装置体であって、
    前記第１及び第２の２台の光分岐挿入装置は、所定方向回りと反対方向回りの２重化された前記伝送路に夫々信号の進行方向に向けて設けられ、
    前記分岐側マトリックス光スイッチ及び前記挿入側マトリックス光スイッチは、前記第１及び第２の２台の光分岐挿入装置にて兼用とされている
    ことを特徴とする光分岐挿入装置体。

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